ЗАВИСИМОСТЬ МИКРОТВЕРДОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В МОДИФИЦИРОВАННОМ СЛОЕ СПЛАВА AL – 11SI – 2CU, ПОДВЕРГНУТОГО ЭЛЕКТРОННО-ПЛАЗМЕННОМУ ЛЕГИРОВАНИЮ

Выполнены исследования микротвердости, элементного и фазового состава сплава Al – 11Si – 2Cu, подвергнутого электронно-плазменному легированию, которое заключалось в электрическом взрыве проводника из титана с порошковой навеской Y₂O₃ и последующем высокоскоростном нагреве при помощи воздействия интенсивного импульсного электронного пучка. Установлено существенное увеличение микротвердости поверхностных слоев сплава. Характеризующая толщину модифицированного слоя глубина проникновения легирующих элементов составила приблизительно 170 мкм. Слой материала (5 мкм), наиболее близко примыкающий к поверхности модифицирования, характеризуется максимальной (155 ± 15,5 HV) микротвердостью. Интенсивное снижение микротвердости начинается с расстояния 110 мкм от поверхности и на расстоянии 170 мкм микротвердость достигает исходных значений 85,9 ± 8 HV. Сравнительный анализ изменений микротвердости с концентрацией легирующих элементов в поверхностном слое сплава показывает, что увеличение микротвердости явным образом связано с присутствием в модифицированном слое титана и иттрия.

1. Whalen S., Olszta M., Roach C., Darsell J., Graff D., Reza-E-Rabby Md., Roosendaal T., Daye W., Pelletiers T. Mathaudhu S., Overman N. High ductility aluminum alloy made from powder by friction extrusion // Materialia. 2019. Vol. 6. No. art. 100260.

2. Li Y.J., Tao W.Z., Yang Y.S. Grain refine-ment of Al–Cu alloy in low voltage pulsed magnetic field // Journal of Materials Pro-cessing Technology. 2012. Vol. 212. Р. 903 – 909.

3. Muhammad W., Kang J., Brahme Ab.P., Ali Us., Hirsch J., Brinkman H.-Ja., Engler Ol., Mishra R.K., Inal K. Bendability enhance-ment of an age-hardenable aluminum alloy: Part I — relationship between microstructure, plastic deformation and fracture // Materials Science and Engineering: A. 2019. Vol. 753. P. 179 – 191.

4. Beroual S., Boumerzoug Z., Paillard P., Bor-jon-Piron Y. Effects of heat treatment and ad-dition of small amounts of Cu and Mg on the microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu and Al-Si-Mg cast alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol. 784. P. 1026 – 1035.

5. Di Giovanni M.T., Mørtsell E.A., Saito T. In-fluence of Cu addition on the heat treatment response of A356 foundry alloy // Materials Today Communications. 2019. Vol. 19. P. 342 – 348.

6. Wang Q., Rui X., Wang Q.-J., Bai Y., Du Z.-Z., Niu W.-J., Wang W., Wang K.-Sh., GaoY. Bonding and wear behaviors of supersonic plasma sprayed Fe-based coatings on Al-Si al-loy substrate // Surface and Coatings Technol-ogy. 2019. Vol. 367. P. 288 – 301.

7. Mahanty S. Surface modification of Al–Si al-loy by excimer laser pulse processing // Mate-rials Chemistry and Physics. 2016. Vol. 173.P. 192 – 199.

8. Viswanathan A., Sastikumar D., Kumar H., Nath A.K. Laser processed TiC–Al13Fe4 com-posite layer formation on Al–Si alloy // Optics and Lasers in Engineering. 2012. Vol. 50. No. 9. P. 1321 – 1329.

9. Yang F., Qin Q., Shi T., Chen C., Guo Zh. Surface strengthening aluminum alloy by in-situ TiC-TiB2 //Ceramics International. 2019. Vol. 45. No. 4. P. 4243 – 4252.

10. Li Y., Zhang P., Bai P., Wu L., Liu B., Zhao Zh. Microstructure and properties of Ti/TiBCN coating on 7075 aluminum alloy by laser cladding // Surface and Coatings Tech-nology. 2018. Vol. 334. P. 142 – 149.

11. Konovalov S.V., Komissarova I.A., Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Kosinov D.A. Structural and phase changes under electropulse treat-ment of fatigue-loaded titanium alloy VT1-0 // Journal of Materials Research and Technolo-gy. 2019. Vol. 8. No. 1. P. 1300 – 1307.

12. Ivanov Yu.F., Gromov V.Е., Konovalov S.V., Zagulyaev D.V., Petrikova Е.А., Semin А.P. Modification of structure and surface Proper-ties of hypoeutectic silumin by intense pulse electron Beams // Progress in Physics of Met-als. 2018. Vol. 19. P. 195 – 222.